一、項目概述 1.1 引言

隧道內的環(huán)境對行車安全及旅客、養(yǎng)護作業(yè)人員的健康會帶來一些特殊問題，這主要是因為隧道中的溫度、濕度、光線、有害氣體的成分含量和積累。因而，摸清隧道內的環(huán)境狀況，并采取相應措施，將有助于保護人員的身體健康。

1.2 項目背景/選題動機

由于大多隧道是四周封閉的通道，無護欄。無自然光線，隧道中的照明基本上只能由照明設備提供。當人員白天進入隧道后，由于隧道內外光線強弱差別很大，人眼不能馬上適應，會出現進洞時“黑洞效應”和出洞時“眩光效應”。溫濕度和有害氣體也會對人員身體健康造成傷害。

二、需求分析 2.1 功能要求

測量隧道環(huán)境實時信息：溫度、濕度、光強、有害氣體和視頻信息。

2.2 性能要求

數據的實時性，準確性。

三、方案設計 3.1 系統(tǒng)功能實現原理

采用AVR32處理器構建的隧道環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，具有集成度高、組網方便和成本低廉等優(yōu)勢。整個系統(tǒng)使用了EVK-1100開發(fā)板，同時采集周圍環(huán)境的溫濕度、CO濃度、光照和視頻信息，通過4&TImes;20藍色LCD顯示這些信息。當某個指標超標，聲光報警器發(fā)出警報。這些數據能夠通過串口模塊和以太網模塊組成通信網絡，傳輸到監(jiān)控中心。

圖1系統(tǒng)硬件結構框圖

圖2 硬件架構

3.2 硬件平臺選用及資源配置

如圖2的硬件架構采用32位的AVR EVK1100是基于AT32UC3A0的評估套件。

使用到板上資源： 溫度、光線傳感器，4&TImes;20藍色LCD顯示屏，以太網接口，串口模塊，SD/MMC卡等。

3.3系統(tǒng)軟件架構

如圖3所示，系統(tǒng)首先采集外接環(huán)境信息：溫濕度，光照信息，有害其他信息，視頻信息。將采集的數據實時顯示到板上的LCD顯示器上和存儲到SD卡，方便以后的數據分析。當信息超過設定的閾值，采用聲光報警器發(fā)出提醒。最后將視頻信息通過以太網模塊傳輸到監(jiān)控中心。

3.4 系統(tǒng)軟件流程

圖3程序運行流程圖

3.5系統(tǒng)預計實現結果

完成大體結構設計，應用到實際項目當中。